Знание - Sanxin

Чрез анализа на причините за повреда може да се подобри техническото ниво на прилагане на механични уплътнения. Подобренията на структурния дизайн са до голяма степен получени от анализ на грешките. За да се постигне възможно най-точен анализ на грешките, понякога може да отнеме време и дори да се наложи използването на специализирани техники за тестване.

 

I. Принципи и методи за анализ на повредата на механичното уплътнение

За всяко механично уплътнение, независимо от причината за повредата, трябва да се извърши подробен анализ и проучване и да се запишат съответните данни. След като уплътнението е повредено, причината за повредата не трябва да се ограничава до повредените части. Разглобеното механично уплътнение трябва да бъде правилно събрано, почистено и поставено отделно според неподвижните и въртящите се части, с прикрепени етикети за проверка и водене на записи.

Процедурата за проверка е следната: Първо, определете влиянието на повредените части на уплътнението върху ефективността на уплътнението. След това внимателно проверете следите от износване върху уплътнителните пръстени, трансмисионните части, товарните еластични елементи, спомагателните уплътнителни пръстени, механизмите против въртене и последователно закрепващите винтове. Трябва също така да се извърши цялостна проверка на аксесоарите, като уплътнение, втулка на вала, уплътнителна кухина и уплътнителна система. Освен това е необходимо да се разберат условията на работа на оборудването и предишните ситуации на повреда на уплътнението. Въз основа на това може да се извърши цялостен анализ, за ​​да се идентифицира основната причина за повредата.

 

II. Анализиране на причините за неизправност въз основа на следи от износване

Следите от износване могат да отразяват движението и условията на износване на движещите се части. Всяка следа от износване може да предостави полезни указания за анализ на повреда. Например, ако следите от износване на триещата се двойка са еднакви и нормални и прилягането между всяка част е добро, това показва, че машината има добра коаксиалност. Ако все още има изтичане в крайната повърхност на уплътнението, това може да не е причинено от самото уплътнение. Например, ако следите от износване в крайната повърхност на метално силфонно механично уплътнение са еднородни и нормални и степента на изтичане е постоянна, това означава, че изтичането не възниква между двете крайни повърхности, а вероятно на други места, като например статичното уплътнение, където е фиксирано силфонното устройство.

 

Когато износването на челната повърхност е твърде широко, това показва, че коаксиалността на машината е много лоша. При всяко завъртане на вала уплътнението претърпява аксиално изместване и радиално колебание. Ясно е, че при всяко завъртане уплътняващата крайна повърхност има тенденция леко да се отделя и да изтича. Вземайки центробежна помпа като пример, причините за прекомерното износване са приблизително следните: несъосност на съединителя, огъване на вала на помпата, изкривяване на вала на помпата, ниска точност на вала, прекомерно напрежение на тръбопровода, вибрации и др.

 

Причините за вибрациите също включват кавитация, пренапрежение, удар с воден чук и небалансиран поток на средата. Въпреки това, най-честите причини за вибрации са лошото центриране на съединителя и лошата прецизност на работа на лагера.

 

За вибрациите, причинени от хидравличните характеристики, ефективна коригираща мярка е да се контролира изпразването на помпата под проектната стойност и да се намали явлението кавитация на помпата. Когато ширината на следите от износване е по-малка от ширината на повърхността на тесния пръстен, това показва, че уплътнението е под прекомерен натиск, което води до деформация на уплътнителната повърхност. В този случай проблемът трябва да се реши чрез регулиране на уплътнителната структура и използване на уплътнителна структура, която може да издържи на високо налягане.

 

След период на работа на механичното уплътнение, ако няма следи от износване върху триещата се повърхност, това означава, че уплътнението е протекло в началото на употребата. Изтичащата среда се окислява и отлага близо до уплътнителния пръстен на компенсиращия пръстен, възпрепятствайки компенсиращото изместване на компенсиращия пръстен. Тази ситуация е причината за изтичането. За високотемпературни течности с висок вискозитет, ако те непрекъснато изтичат, тази ситуация е по-вероятно да възникне.

 

За гумени маншонни уплътнения, ако няма следи от износване върху триещата се повърхност, това показва, че уплътнителните повърхности може да са били притиснати една към друга и няма относително въртене между триещите се двойки, но гуменият маншон се върти спрямо вала. В този случай пружината ще се износи, а неподвижните и въртящите се части също ще бъдат износени.

 

Понякога въртящият се пръстен не се върти спрямо неподвижния пръстен, а се върти спрямо капака на статичния пръстен. В този случай няма да има следи от износване върху повърхността на триене. Причината може да е, че щифтът против въртене е счупен или диаметърът на отвора на капака на статичния пръстен е по-малък от външния диаметър на уплътнението и не е монтиран правилно.

 

Ако има ярки петна, но няма следи от износване върху уплътняващата повърхност, това показва, че повърхността е претърпяла значителна деформация на изкривяване. Това се дължи на прекомерно налягане на течността, лоша твърдост на уплътнителния пръстен и неправилен монтаж. За външни механични уплътнения, ако некомпенсиращият пръстен е фиксиран само с два болта и капакът на статичния пръстен няма достатъчна дебелина или ако позициониращата челна повърхност не е плоска, това явление също може да възникне.

 

На повърхността на твърдия пръстен се появяват дълбоки бразди (пръстенообразни шарки, подобни на гъсти бразди върху плоча). Основната причина е лошото подравняване на съединителя на помпата или лошото проследяване на уплътнението. Когато вибрациите причиняват отделяне на уплътнителните повърхности, между тях нахлуват големи частици. Ако частиците са вградени в повърхността на по-мекия въглеродно-графитен уплътнителен пръстен, мекият пръстен смила твърдата повърхност като шлифовъчно колело, което води до прекомерно износване на твърдата повърхност. Ако разделянето на повърхностите е причинено от вибрации, необичайни следи от износване също ще се появят върху щифтовете на трансмисията и други компоненти на трансмисията.

 

За механични уплътнения, работещи в гранулирана среда, използването на твърди повърхности за всички сдвоени материали е ефективно решение за дълбоки канали на уплътнителната повърхност. Например съчетаването на твърди сплави с твърди сплави или със силициев карбид е най-добрият избор. Тъй като частиците не могат да бъдат вградени в никоя повърхност, а се смилат и преминават между двете повърхности.

 

Следите от износване по външната повърхност на металната втулка на вала може да са причинени от навлизане на твърди частици в втулката, което пречи на придържането на уплътнението; или може да бъде причинено от деформация на вала и голямо коаксиално отклонение между вала и уплътнителната кухина.

 

III. Повреда на материалите на челната повърхност, причинена от топлинно натоварване

Появата на вдлъбнатини по едната или двете крайни повърхности показва, че разстоянието между двете крайни повърхности е твърде голямо. Когато двете крайни повърхности се притиснат насила една към друга, ще се появят прорези. Честите причини за разделяне на челната повърхност включват бързото изпаряване на средата. Например водата, особено в системи за гореща вода или течности, съдържащи кондензирана вода, се разширява, когато се изпари, като по този начин разделя двете крайни повърхности. Кавитацията в помпата и запушването на уплътнението също могат да причинят прорези по челните повърхности на уплътнението. В този случай това не е причинено от вибрации или разместване на съединителя, тъй като това не е достатъчно, за да причини прорези по челните повърхности.

Намаляването на температурата на челните повърхности е обичаен метод за предотвратяване на повреда на челните повърхности, причинена от бързото изпаряване на средата. В същото време използването на материали с добра топлопроводимост за сдвояване на челните повърхности също е от полза, като например сдвояване на твърди сплави на основата на никел с импрегниран с мед графит. Освен това, използването на балансирани механични уплътнения или използването на специални капаци на салника за впръскване на охлаждаща течност отвън или директно охлаждане на кухината на уплътнението са много ефективни за намаляване на температурата на уплътнителните челни повърхности.

Повредените механични уплътнения често имат много фини радиални пукнатини по челните повърхности на триещата се двойка или радиални пукнатини със следи от водни мехурчета или дори пукнатини. Това се дължи на прегряване на уплътнението, особено уплътнителните повърхности от керамика и твърди сплави са податливи на такива повреди. Лоша смазваща способност на средата, претоварване, висока работна температура, висока линейна скорост или неправилно сдвояване на материала, всеки един от тези фактори или комбинация от няколко фактора може да генерира прекомерна топлина при триене. Ако топлината от триене не може да се разсее навреме, ще възникнат термични пукнатини. Тези фини пукнатини действат като режещи ръбове, разрязвайки въглеродния графит или други свързващи се материали, което води до прекомерно износване и големи течове. За да се реши проблемът с прегряването на уплътнението, в допълнение към промяната на коефициента на балансиране на челната повърхност и намаляването на натоварването, могат да се използват статични уплътнения с водещи втулки, за да се принуди охлаждащата циркулираща течност към уплътняващата повърхност или могат да се отворят хидродинамични жлебове на челната повърхност на уплътнението, за да се реши проблемът.

Има много малки горещи точки и изолирани обезцветени зони върху триещата се челна повърхност, което показва, че уплътнението се е деформирало и усукало под високо налягане и термично въздействие. За термичната деформация на челната повърхност трябва да се използва изчисление и анализ на метода на крайните елементи, за да се подобри дизайнът на уплътнителния пръстен.

Уплътнителните пръстени с твърди материали, напръскани върху повърхността, независимо дали са керамика или твърда сплав, могат да имат повърхностни слоеве, които да се отлепят или отлепят от основния материал при термично натоварване. Това явление показва, че уплътнението е претърпяло сухо триене. За да елиминирате това явление, първо проверете дали смазването и охлаждането на уплътнението са достатъчни, дали охладителната система е блокирана и дали работата е правилна и вземете съответните контрамерки въз основа на действителната ситуация.

Ако имате въпроси и изисквания за разработване на продукти или подобряване на веригата ви за доставки, моля, не се колебайте да се свържете с нас на info@castings-forging.com